工程测试技术1

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1、工程测试技术课程总结第一章绪 论第二章信号分析基础第三章传感器测量原理第四章信号处理第五章测试系统特性第六章计算机化测试系统第一章绪 论本章学习要求：1.掌握测试技术的概念及研究内容2.了解测试技术的应用情况3.了解测试技术的发展动态4.了解主要测试仪器生产厂商工程测试技术1.测试技术的基本概念测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。简单的测试系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。它直接将被温度变化转

2、化液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，但精度底，无法实现测量自动化。为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。如图所示的声级计。工程测试技术2.测试系统的基本组成一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量；中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析；显示记录装置则将测量结果显示和/或记录下来，提供给观察者或其它自动控制装置。信

3、息转换信息提取工程测试技术3.测试技术的应用情况1).工业自动化中的应用在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。机械手、机器人中的传感器AGV自动送货车生产加工过程监测2).工业设备运行状态监控3).产品质量检测4).楼宇控制与安全防护5).家庭与办公自动化6).PC机中的测试技术应用工程测试技术4.测试技术的发展趋势1).传感器方面利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效应开发出的新型传感器。智能传感器：传感器+嵌入式计算机智能传感器2).测试系统方面智能化仪器仪表；虚拟仪器。工程测试技

4、术第二章信号分析基础本章学习要求：了解信号分类方法；掌握信号时域波形分析方法；掌握信号时差域相关分析方法；掌握信号频域频谱分析方法；了解其它信号分析方法。工程测试技术1.信号的分类从信号描述上--确定性信号与非确定性信号从信号的幅值和能量上--能量信号与功率信号从分析域上--时域信号与频域信号从连续性上--连续时间信号（模拟信号）与离散时间信号（数字信号）从可实现性上--物理可实现信号与物理不可实现信号工程测试技术确定性信号与非确定性信号可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信

5、号。工程测试技术2.信号时域波形分析方法1.周期–T或频率–f=1/T；2.峰值–P3.双峰值–Pp-p；4.均值–μ；5.均方值–Ψ2；6.方差–σ2AtTPPp-p工程测试技术3.信号时差域相关分析方法x(t)y(t)如果所研究的变量x,y是与时间有关的函数，即x(t)与y(t)，二者之间是否存有关联？信号的相关描述又称信号的时差描述。它的特点是在广义积分平均时，将信号作了恰当时延，从而反映信号取值的大小及先后的影响。工程测试技术相关函数的性质相关函数描述了两个信号间或信号自身不同时刻的相似程度，通过相关分析可以发现信

6、号中许多有规律的东西。1).自相关函数是的偶函数，RX()=Rx(-);2).当=0时，自相关函数具有最大值。3).周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。4).随机噪声信号的自相关函数将随的增大快速衰减。5).两周期信号的互相关函数仍然是同频率的周期信号，且保留原了信号的相位信息。6).两个非同频率的周期信号互不相关。工程测试技术4.信号频域频谱分析方法时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。图例：受噪声干扰的

7、多频率成分信号工程测试技术时域分析与频域分析的关系信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。时间幅值频率时域分析频域分析工程测试技术周期信号的频谱分析-FS式中:工程测试技术合并同频率项变形为：式中:式中:三角形式的FS可变为复指数形式的FS：（模）工程测试技术周期信号频谱的三个特点离散性，即谱线是离散的，每一条谱线表示一个谐波分量，；谐波性，即谱线只出现在基波频率的整数倍上；收敛性，即谐波的幅度随谐波次数的增高而减小。工程测试技术非周期信号的频谱分析-FT非周期信号是时

8、间上不会重复出现的信号，一般为时域有限信号，具有收敛可积条件，其能量为有限值。这种信号的频域分析手段是傅立叶变换。工程测试技术或求解：习题工程测试技术第三章传感器测量原理本章学习要求：了解传感器的分类；掌握常用传感器测量原理及测量电路；--电阻，电感，电容，热电了结智能传感器的概念；了解典型传感器的应用